Reflection of Light Ions from a Solid Surface: Analytical Model and Computer Simulation

V. P. Afanas’ev; Афанасьев В. П.; L. G. Lobanova; Лобанова Л. Г.; V. I. Shulga; Шульга В. И.

doi:10.31857/S102809602301003X

Отражение легких ионов от поверхности тел: аналитическая модель и компьютерное моделирование

Авторы: Афанасьев В.П.¹, Лобанова Л.Г.¹, Шульга В.И.²
Учреждения:
1. Национальный исследовательский университет “МЭИ”
2. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 86-91
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/1028-0960/article/view/137664
DOI: https://doi.org/10.31857/S102809602301003X
EDN: https://elibrary.ru/BKNAPH
ID: 137664

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Получено аналитическое решение уравнения для распределения плотности потока отраженных легких ионов по длине пробега и по потерям энергии в мишени. Оно основано на решении граничных задач для уравнения переноса методом инвариантного погружения в малоугловом приближении. В случае отражения протонов от медной и вольфрамовой мишеней проведено сравнение аналитических результатов с данными компьютерного моделирования, выполненного с использованием программы OKSANA, а также с экспериментальными данными. Отмечена возможность верификации тормозной способности материала мишени на основе созданной методики.

Ключевые слова

отражение легких ионов, аналитическая модель, метод инвариантного погружения, малоугловое приближение, компьютерное моделирование, тормозная способность.

Список литературы

Машкова Е.С., Молчанов В.А. Рассеяние ионов средних энергий поверхностями твердых тел. М.: Атомиздат, 1980. 256 с.
Курнаев В.А., Машкова Е.С., Молчанов В.А. Отражение легких ионов от поверхности твердого тела. М.: Энергоатомиздат, 1985. 192 с.
Mashkova E.S., Molchanov V.A. Medium Energy Ion Reflection from Solids. Amsterdam: North-Holland, 1985. 444 p.
Рязанов М.И., Тилинин И.С. Исследование поверхности по обратному рассеянию частиц. М.: Энергоатомиздат, 1985. 150 с.
Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U. The Stopping and Range of Ions in Solids. N.Y.: Pergamon, 1985. 321 p.
Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела. М.: Мир, 1995. 319 с.
Булгадарян Д.Г. Рассеяние протонов кэвных энергий как инструмент анализа тонких слоев на поверхности материалов: Дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.08. Москва: МИФИ, 2020. 116 с.
Tougaard S., Kraaer J. // Phys. Rev. B. 1991. V. 43. № 2. P. 1651. https://doi.org./10.1103/PhysRevB.43.1651
Afanas’ev V.P., Lubenchenko A.V., Gubkin M.K. // Eur. Phys. J. B. 2004. V. 37. № 1. P. 117. https://doi.org/10.1140/epjb/e2004-0036-x
Werner W.S.M. // Surf. Sci. 2005. V. 588. № 1–3. P. 26. https://doi.org./10.1016/j.susc.2005.05.023
Werner W.S.M. // Surf. Sci. 2007. V. 601. № 10. P. 2125. https://doi.org/10.1016/j.susc.2007.03.001
Oswald R., Kasper E., Gaukler K.H. // J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 1993. V. 61. № 3–4. P. 251. https://doi.org/10.1016/0368-2048(93)80019-i
Salvat-Pujol F., Werner W.S.M. // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. № 19. P. 195416. https://doi.org./10.1103/PhysRevB. 83.195416
Bronshtein I.M., Pronin V.P. // Sov. Phys. Solid State. 1975. V. 17. № 8. P. 2502.
Pronin V.P. Elastic and Inelastic Interaction of Medium Energy Electrons with Surface of Solids. Thesis for the Degree of Doctor of Science. Saint-Petersburg: Herzen State Pedagogical University, 2014.
Powell C.J., Jablonski A. // J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 2010. V. 178–179. № 3–4. P. 331. https://doi.org/10.1016/j.elspec.2009.05.004
Афанасьев В.П. // Элементарные процессы и кинетика высокотемпературной неравновесной плазмы. М.: Изд-во МЭИ, 1988. С. 82.
Afanas’ev V.P., Naujoks D. // Phys. Stat. Sol. 1991. V. 164. № 1. P. 133. https://doi.org/10.1002/pssb.2221640113
Afanas’ev V.P., Efremenko D.S., Kaplya P.S. // J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 2016. V. 210. P. 16. https://doi.org/10.1016/j.elspec.2016.04.006
Salvat-Pujol F., Jablonski A., Powell C.J. // Comput. Phys. Commun. 2005. V. 165. № 2. P. 157. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2004.09.006
Werner W.S.M. // Surf. Interface Anal. 2005. V. 37. № 11. P. 846. https://doi.org/10.1002/sia.2103
Afanas’ev V.P., Kaplya P.S. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2015. V. 9. № 4. P. 715. https://doi.org/10.1134/s1027451015020238
Afanas’ev V.P., Naujoks D. // Z. Phys. B. 1991. V. 84. № 3. P. 397. https://doi.org./10.1007/bf01314014
Zemek J., Jiricek P., Werner W.S.M., Lesiak B., Jablonski A. // Surf. Interface Anal. 2006. V. 38. № 4. P. 615. https://doi.org./10.1002/sia.2147
Jablonski A., Hansen H.S., Jansson C., Tougaard S. // Phys. Rev. B. 1992. V. 45. № 7. P. 3694.https://doi.org/10.1103/PhysRevB.45.3694
Tougaard S., Chorkendorff I. // Phys. Rev. B. 1987. V. 35. № 13. P. 6570. https://doi.org/10.1103/physrevb.35.6570
Dashen R.F. // Phys. Rev. B. 1964. V. 134. № 4A. P. A1025. https://doi.org/10.1103/PhysRev.134.A1025
Ambartsumian V.A. // J. Phys. 1941. V. 5. № 1. P. 93.
Ambartsumian V.A. // Izv. AN SSSR. 1942. V. 3. P. 97.
Ambartsumian V.A. // J. Phys. 1944. V. 8. № 2. P. 65.
Sobolev V.V. Light Scattering in Planetary Atmospheres. N.Y.: Pergamon Press, 1975. 256 p.
Thomson J.J. // Phil. Mag. 1912. V. 23. № 136. P. 449.
Bethe H. // Z. Phys. B. 1930. V. 397. № 3. P. 325. https://doi.org/10.1002/andp.19303970303
Shulga V.I., Schinner A., Sigmund P. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2020. V. 467. P. 91. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2020.01.029
Robinson M.T., Torrens I.M. // Phys. Rev. B. 1974. V. 9. № 12. P. 5008. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.9.5008
Morita K., Akimune H., Suita T. // Jpn. J. Appl. Phys. 1968. V. 7. № 8. P. 916. https://doi.org/10.1143/JJAP.7.916
Булгадарян Д.Г., Синельников Д.Н., Ефимов Н.Е., Курнаев В.А. // Изв. РАН. Сер. Физ. 2020. Т. 84. № 6. С. 903. https://doi.org./10.31857/S036767652006006X
Firsov O.B. // JETP. 1959. V. 9. № 5. P. 1076.